Methoxypyrazine removal in grape juice: Development of a removal system using odorant and pheromone binding proteins coupled with bentonite fining

Multicoloured Asian Lady Beetles (MALB) and 7-spot Lady Beetles that infect vineyards can secrete alkyl-methoxypyrazines when they are processed with the grapes, resulting in wines containing a taint. The main methoxypyrazine associated with this taint is 3-isopropyl-2-methoxypyrazine (IPMP). The wines are described as having aroma and flavours of peanut butter, peanut shells, asparagus and earthy which collectively, have become known as “ladybug taint”. To date, there are no known fining agents used commercially added to juice or wine that are effective in removing this taint. The goal of this project was to use previously identified proteins with an ability to bind to methoxypyrazines at low pH, and subsequently develop a binding assay to test the ability of these proteins to bind to and remove methoxypyrazines from grape juice. The piglet odorant binding protein (plOBP) and mouse major urinary protein (mMUP) were identified, cloned and expressed in the Pichia pastoris expression system. Protein expression was induced using methanol and the proteins were subsequently purified from the induction media using anion exchange chromatography. The purified proteins were freeze-dried and rehydrated prior to use in the methoxypyrazine removal assay. The expression and purification system resulted in yields of approximately 78% of purified plOBP and 62% of purified mMUP from expression to rehydration. Purified protein values were 87 mg of purified plOPB per litre of induction media and 19 mg of purified mMUP per litre of induction medium. In order to test the ability of the protein to bind to the MPs, an MP removal assay was developed. In the assay, the purified protein is incubated with either IPMP or 3-isobutyl-2-methoxypyrazine (IBMP) for two hours in either buffer or grape juice. Bentonite is then used to capture the protein-MP complex and the bentonite-protein-MP complex is then removed from solution by filtration. Residual MP is measured in solution following the MP removal assay and compared to that in the starting solution by Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC/MS). GC/MS results indicated that the mMUP was capable of removing IBMP and IPMP from 300 ng/L in buffer pH 4.0, buffer pH 3.5 and Riesling Juice pH 3.5 down to the limit of quantification of the instrument, which is 6ng/L and 2ng/L for IBMP and IPMP, respectively. The results for the plOBP showed that although it could remove some IBMP, it was only approximately 50-70 ng/L more than bentonite treatment followed by filtration, resulting in approximately 100 ng/L of the MPs being left in solution. pIOBP was not able to remove IPMP in buffer pH 3.5 using this system above that removed by bentonite alone. As well, the pIOBP was not able to remove any additional MPs from Chardonnay juice pH 3.5 above that already removed by the bentonite and filtration alone. The mouse MUP was shown to be a better candidate protein for removal of MPs from juice using this system.

IMPACT OF CROP LEVEL AND HANG TIME ON THE COMPOSITION OF FOUR WINE GRAPE CULTIVARS FROM THE NIAGARA REGION

This study analyzed the use of two viticultural practices: “crop level” (half crop; HC, and full crop; FC) and “hang times”, and their impact on the composition of four grape cultivars; Pinot gris, Riesling, Cabernet Franc and Cabernet Sauvignon from the Niagara Region and wine volatile composition by GC-MS. It was hypothesized that keeping a full crop with a longer hang time would have a greater impact on wine quality than reducing the crop level. In all cultivars, a reduction of crop level induced reductions in yield, clusters per vine and crop load, with increases in Brix. Extended hang time also increased Brix related to desiccation. The climatic conditions at harvest had an impact on hang time effects. The GC-MS analysis detected the presence of 30 volatile components in the wine, with different odour activity values. Harvest time had a positive impact than crop reduction in almost all compounds.

Complexes pinceurs de cobalt et de nickel : synthèse, caratérisation, réactivité

Plusieurs nouveaux complexes pinceurs de cobalt et de nickel ont été préparés avec le ligand pinceur de type POCOP : 2,6-(i-Pr2PO)2C6H4. Dans le cas du cobalt, une nouvelle voie de synthèse a été développée. Contrairement au cas du nickel, il s’agit ici de cobalt au degré d’oxydation +III. Les composés obtenus sont paramagnétiques. En outre, le dérivé bromé est instable à la lumière et se décompose en perdant un brome pour former le complexe pinceur de Co(II). La réactivité de ces complexes a été étudiée. Pour ce qui est du nickel, la catalyse de l’hydroamination a été élargie aux dérivés de l’acrylonitrile et aux amines aromatiques. En outre, la réaction d’hydroaryloxylation a été étudiée dans les mêmes conditions. Enfin, avec le 4-cyanostyrène et le cinnamonitrile, la formation d’amidines a été observée. Un complexe pinceur portant cette amidine a été isolé. Enfin, le cation réagit avec des anions fortement coordonnants tels le cyanure ou l’isocyanate. En outre, l’anion triflate peut être déplacé par l’eau, l’acrylonitrile et ses dérivés. Enfin, une réactivité particulière a été observée avec la morpholine, l’acétone et un mélange 1:1 aniline/triéthylamine.

Complexes pinceurs de type POCOP de Nickel (II) : synthèse, caractérisation, réactivité et applications catalytiques

Ce mémoire décrit la synthèse, la caractérisation spectroscopique et l’étude de la réactivité catalytique d’une nouvelle série de complexes pinceurs de Ni(II) formés à partir du ligand POCOPPh (P,C,P-2,6-{Ph2PO}2C6H4), très peu étudié dans le cas du nickel. Les études décrites dans ce mémoire examinent l’effet des substituants des phosphines sur les propriétés spectroscopiques et électrochimiques ainsi que les activités catalytiques. La synthèse du ligand a été améliorée par rapport à la procédure connue dans la littérature en diminuant le temps de réaction à 30 min et la température jusqu'à température ambiante. Les composés pinceur (P,C,P-2,6-{Ph2PO}2C6H3)NiX ont été obtenus avec des rendements variant entre 60% et 88%. Le premier complexe a été synthétisé en faisant réagir le précurseur NiBr2(NCCH3)x avec le ligand POCOPPh pour donner (POCOPPh)NiBr. Ce dernier réagit par la suite avec les sels d’argent et de potassium pour donner 4 nouveaux complexes soient : (POCOPPh)NiCN, (POCOPPh)NiOTf, (POCOPPh)NiOAc et (POCOPPh)NiONO2 (OTf = triflate et OAc = acetate). Vu la réactivité limitée du dérivé bromure, le dérivé (POCOPPh)NiOTf a été utilisé pour la préparation du composé (POCOPPh)NiCCPh. Le dérivé Ni-OTf a été utilisé également pour la synthèse des complexes (POCOPPh)NiR qui ont été détectés par RMN. Ces complexes (POCOPPh)NiR ont montré une stabilité trop faible et donnent des nouveaux complexes de type (POCOPPh)NiX en échangeant l’halogène avec le Mg ou de type (POCOPPh)NiOH en s’hydrolysant. Les espèces cationiques [(POCOPPh)NiNCR][OTf] (R= Me, CHCH2, CHCHMe, C(Me)CH2, NCCH2CH2N(Ph)H) ont été obtenues facilement et avec des bon rendements à partir du (POCOPPh)NiOTf. Tous les composés obtenus ont été caractérisés par la spectroscopie RMN (1H, 13C{1H}, 31P{1H}, 19F{1H}), la spectroscopie IR et la spectroscopie UV-vis. L’analyse élémentaire et l’analyse par la diffraction des rayons X, dont le but est de résoudre la structure à l’état solide, ont été utilisées pour la plupart des complexes. Des études de voltampérométrie cyclique ont été menées pour déterminer la densité électronique des centres métalliques et l’effet des phosphines sur cette propriété électrochimique. Dans le but de déterminer l’effet des substituants des phosphines sur l’activité catalytique des complexes, nous avons évalué les réactivités catalytiques des deux complexes (POCOPPh)NiOTf et (POCOPi-Pr)NiOTf dans la réaction d’hydroamination des oléfines activés et plus spécifiquement l’acrylonitrile. Après optimisation des conditions expérimentales, on a constaté que la réactivité des deux composés sont similaires mais une grande différence apparaît après l’ajout des additifs. En effet, le complexe (POCOPi-Pr)NiOTf donne une bonne activité catalytique en présence de la triéthylamine, tandis que cette activité diminue considérablement en présence d’eau, contrairement au complexe (POCOPPh)NiOTf qui est plus actif en présence d’eau. Dans le cas du complexe (POCOPPh)NiOTf, on a pu montrer que la base se coordonne au nickel dans le produit formé après la réaction d’hydroamination, ce qui diminue l’activité de ce complexe dans certains cas. Également on a exploré la réaction de l’addition du lien O-H sur l’acrylonitrile, et étonnamment le complexe (POCOPPh)NiOTf est beaucoup plus actif que son homologue (POCOPi-Pr)NiOTf dans le cas des alcools aromatiques. Par contre, les alcools aliphatiques restent un défi majeur pour ce genre de complexe. Le mécanisme de cette réaction qui a été proposé montre que l’alcoolyse passe par les deux intermédiaires (POCOPPh)NiOAr et [(POCOPPh)NiOAr][HOAr] mais l’isolation de ces intermédiaires observés par RMN semble être difficile.

Molecular interactions of arbuscular mycorrhizal fungi with mycotoxin-producing fungi and their role in plant defense responses

Les trichothécènes de Fusarium appartiennent au groupe des sesquiterpènes qui sont des inhibiteurs la synthèse des protéines des eucaryotes. Les trichothécènes causent d’une part de sérieux problèmes de santé aux humains et aux animaux qui ont consommé des aliments infectés par le champignon et de l’autre part, elles sont des facteurs importants de la virulence chez plantes. Dans cette étude, nous avons isolé et caractérisé seize isolats de Fusarium de la pomme de terre infectée naturellement dans un champs. Les tests de pathogénicité ont été réalisés pour évaluer la virulence des isolats sur la pomme de terre ainsi que leur capacité à produire des trichothécènes. Nous avons choisi F. sambucinum souche T5 comme un modèle pour cette étude parce qu’il était le plus agressif sur la pomme de terre en serre en induisant un flétrissement rapide, un jaunissement suivi de la mort des plantes. Cette souche produit le 4,15-diacétoxyscirpénol (4,15-DAS) lorsqu’elle est cultivée en milieu liquide. Nous avons amplifié et caractérisé cinq gènes de biosynthèse trichothécènes (TRI5, TRI4, TRI3, TRI11, et TRI101) impliqués dans la production du 4,15-DAS. La comparaison des séquences avec les bases de données a montré 98% et 97% d'identité de séquence avec les gènes de la biosynthèse des trichothécènes chez F. sporotrichioides et Gibberella zeae, respectivement. Nous avons confrenté F. sambucinum avec le champignon mycorhizien à arbuscule Glomus irregulare en culture in vitro. Les racines de carotte et F. sambucinum seul, ont été utilisés comme témoins. Nous avons observé que la croissance de F. sambucinum a été significativement réduite avec la présence de G. irregulare par rapport aux témoins. Nous avons remarqué que l'inhibition de la croissance F. sambucinum a été associée avec des changements morphologiques, qui ont été observés lorsque les hyphes de G. irregulare ont atteint le mycélium de F. sambucinum. Ceci suggère que G. irregulare pourrait produire des composés qui inhibent la croissance de F. sambucinum. Nous avons étudié les patrons d’expression des gènes de biosynthèse de trichothécènes de F. sambucinum en présence ou non de G. irregulare, en utilisant le PCR en temps-réel. Nous avons observé que TRI5 et TRI6 étaient sur-exprimés, tandis que TRI4, TRI13 et TRI101 étaient en sous-exprimés en présence de G. irregulare. Des analyses par chromatographie en phase-gazeuse (GC-MS) montrent clairement que la présence de G. irregulare réduit significativement la production des trichothécènes par F. sambucinum. Le dosage du 4,15-DAS a été réduit à 39 μg/ml milieu GYEP par G. irregulare, comparativement à 144 μg/ml milieu GYEP quand F. sambucinum est cultivé sans G. irregulare. Nous avons testé la capacité de G. irregulare à induire la défense des plants de pomme de terre contre l'infection de F. sambucinum. Des essais en chambre de croissance montrent que G. irregulare réduit significativement l’incidence de la maladie causée par F. sambucinum. Nous avons aussi observé que G. irregulare augmente la biomasse des racines, des feuilles et des tubercules. En utilisant le PCR en temps-réel, nous avons étudié les niveaux d’expression des gènes impliqué dans la défense des plants de pommes de terre tels que : chitinase class II (ChtA3), 1,3-β-glucanase (Glub), peroxidase (CEVI16), osmotin-like protéin (OSM-8e) et pathogenèses-related protein (PR-1). Nous avons observé que G. irregulare a induit une sur-expression de tous ces gènes dans les racines après 72 heures de l'infection avec F. sambucinum. Nous avons également trové que la baisse provoquée par F. sambucinum des gènes Glub et CEVI16 dans les feuilles pourrait etre bloquée par le traitement AMF. Ceci montre que l’inoculation avec G. irregulare constitut un bio-inducteur systémique même dans les parties non infectées par F. sambucinum. En conclusion, cette étude apporte de nouvelles connaissances importantes sur les interactions entre les plants et les microbes, d’une part sur les effets directs des champignons mycorhiziens sur l’inhibition de la croissance et la diminution de la production des mycotoxines chez Fusarium et d’autre part, l’atténuation de la sévérité de la maladie dans des plantes par stimulation leur défense. Les données présentées ouvrent de nouvelles perspectives de bio-contrôle contre les pathogènes mycotoxinogènes des plantes.

Caracterización por cromatografía de gases-espectrometría de masas del thinner comercialmente disponible en la ciudad de Cartagena

El thinner es uno de los productos de mayor utilización en la industria de las pinturas, lubricantes y pegamentos. Su composición es variable de acuerdo con su uso y calidad. Sin embargo, la exposición crónica es una preocupación debido a que puede afectar órganos principales tales como pulmones, hígado, riñón y glándulas suprarrenales. En este estudio fue caracterizada la composición de varias muestras de thinner, disponibles comercialmente en la ciudad de Cartagena, que fueron recolectadas en diferentes almacenes y analizadas por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Los resultados mostraron que no solo la composición, sino también la distribución relativa de los componentes presentes en las muestras son variables. Treinta y dos compuestos fueron detectados, entre los que se encuentran: tolueno, o-xileno, pxileno y etilbenceno, con frecuencias de aparición de 91,7, 66,7, 75,0 y 66,7 %, respectivamente. El desconocimiento del riesgo de intoxicación, generado al manipular este tipo de mezclas, puede ser la causa de muchos de los problemas de salud en personas expuestas al thinner, tanto en actividades laborales como domésticas. Una minería de datos mostró la asociación potencial entre los componentes del thinner y manifestaciones clínicas, las cuales incluyen daño renal y hepático, pérdida de cabello, alteraciones hematológicas, dermatitis, ansiedad y problemas de equilibrio, entre otras. En conclusión, el thinner posee gran variabilidad tanto en sus componentes como en la proporción relativa de los mismos. Los efectos perjudiciales en la salud por exposición directa o indirecta a estos componentes han sido ampliamente descritos en la literatura

Les sHsps en surera: capacitat protectora enfront l'estrés i variabilitat genètica

Els organismes responen a la temperatura i a molts altres estressos sintetitzant un grup de proteïnes anomenat proteïnes de xoc de calor (HSPs). En plantes les sHsps, d'entre 15 i 30 kDa formen el grup més abundant i divers, classificat en funció de la seva localització subcel.lular i homologia en: mitocondrials, cloroplàstiques, de reticle endoplasmàtic i citoplàsmiques de classe I i II. Les sHsps-CI s'ha descrit que s'indueixen per estrès tèrmic, hídric i oxidatiu (peròxid d'hidrògen, llum UV, ozó) i en resposta a algunes hormones. També s'expressen durant el desenvolupament, per exemple durant l'embriogènesi, on es creu que podrien tenir un paper protector de l'embrió enfront la dessecació. Tot i que hi ha abundants treballs que correlacionen la resistència a l'estrès i l'acumulació de sHsps-CI, els mecanismes moleculars d'aquesta activitat són poc conguts. Tot i això, per diverses sHsps-CI ha estat descrita una activitat xaperona in vitro i, més recentment, que la seva sobreexpressió augmenta la viabilitat de cèl.lules d'E.coli en condicions d'estrès tèrmic. L'estudi de l'acumulació de sHsps-CI en surera (Quercus suber) mitjançant immunodetecció en electroforesi bidimensional mostra uns patrons d'acumulació complexos i formats per dos grups d'espècies proteiques principals, a l'entorn dels 10 i 17 kDa respectivament, que mostren una inducció diferencial en funció del teixit i l'estrès. Mentre que les espècies proteiques de 17 kDa s'indueixen per temperatura però no per estrès oxidatiu, les de ca. 10 kDa ho fan per estrès oxidatiu i no per temperatura. Ambdós grups d'espècies proteiques s'acumulen conjuntament en fel.lema. Assajos de PCR i RT-PCR han permès clonar parcialment tres noves sHsps-CI en surera: Qshsp10-CI, QshspC-CI i QshspD-CI. Aquest fet confirma la multigeneïcitat de les sHsps-CI en surera que apuntava el patró bidimensional. Dels nous clons obtinguts destaca especialment Qshsp10-CI, un gen que presenta un codó stop enmig del domini -cristal.lí que fa que a la proteïna que se'n dedueix li manqui un 55% del domini -cristal.lí i tota l'extensió C-terminal. Es tractaria de la sHsp més petita i més truncada descrita fins al moment. L'anàlisi de l'expressió de Qshsp10-CI mitjançant RT-PCR mostra expressió en plantes tractades amb H2O2 però no en les que han estat sotmeses a un xoc de calor. Aprofitant l'oportunitat que oferia aquesta sHsp-CI de ser utilitzada com a model per l'estudi de la importància del domini -cristal.lí i l'extensió C-terminal en l'activitat protectora enfront l'estrès, es va voler determinar la capacitat que tenia d'augmentar la viabilitat de cèl.lules d'E. coli en condicions d'estrès tèrmic i oxidatiu. Els resultats mostren que la proteïna recombinant QsHsp10-CI, tot i la important truncació que té, és capaç de protegir cèl.lules d'E. coli en condicions d'estrès tèrmic i, remarcablement, en condicions d'estrès oxidatiu. Tots aquests resultats indiquen que les espècies proteiques de ca. 10 kDa podrien correspondre a Qshsp10-CI i tenir un paper en les cèl.lules del fel.lema en la protecció enfront l'estrès oxidatiu. L'estrès oxidatiu provoca lesions al DNA que poden produir errors en la replicació, transcripció o traducció i generar proteïnes aberrants. Donades les condicions d'estrès oxidatiu a les quals es troben sotmeses les cèl.lules del fel.lema, s'ha volgut estudiar la variabilitat dels seus àcids nucleics. La determinació de la taxa de mutació de la regió codificant del gen Qshsp17.4-CI en mRNA i DNA de fel.lema i àpex radicular, un teixit jove i en creixement actiu va mostrar unes taxes sorprenentment elevades en l'mRNA (1/1784 pb) i el DNA genòmic (1/1520 pb) del fel.lema. Aquestes taxes són les més altes descrites en un genoma nuclear eucariota i són similars a les dels virus d'RNA d'evolució ràpida com el virus de l'Hepatitis C. Amb aquestes taxes de mutació, un terç dels mRNAs del fel.lema de la surera contindrien missatges aberrants i la supervivència de les cel.lules es veuria compromesa. Això implica que el fel.lema hauria de ser considerat com un mosaic de cèl.lules genèticament heterogènies i, per tant, una sola seqüència no defineix en tota la seva amplitud un gen en aquest teixit. No es va detectar cap mutació en àpex de rel. Amb l'objectiu d'aprofundir en el coneixement de les mutacions que es donen en aquests dos teixits i per tal de poder fer una anàlisi qualitativa més completa que permetés especular sobre el seu origen, es va aplicar un mètode de selecció de seqüències mutants en base a la utilització d'enzims de restricció. Les mutacions detectades en fel.lema es corresponen amb les relacionades, en altres sistemes no nuclears (plasmidis, fags i DNA bacterià), amb l'estrès oxidatiu. En conseqüència, l'estrès oxidatiu al qual estan sotmeses les cèl.lules del fel.lema podria ser el causant de l'elevada taxa de mutació detectada. D'acord amb això, el tipus majoritari de productes d'oxidació de les bases del DNA que s'acumulen en brots de plàntules de surera en resposta al peròxid d'hidrògen produeixen el mateix tipus de mutacions detectades en l'mRNA del fel.lema de la surera. La major sensibilitat d'aquest nou mètode ha permès, a més, detectar mutacions en molècules d'mRNA de rel, un teixit en el qual no s'havia trobat cap mutació utilitzant el mètode de clonatge i seqüenciació directa. Tot i això, el tipus de mutacions predominants no estan relacionades amb l'estrès oxidatiu sinó amb erros en la reparació dels àcids nucleics.

Noves aproximacions a la síntesi i caracterització de poliglicols al·lílics, polihidrosiloxans i surfactants copolimèrics. Avaluació d'aquests surfactants en formulacions de poliuretà

Els polímers són una sèrie de compostos que troben un ampli ventall d'aplicacions en la indústria actual. Un exemple són les espumes de poliuretà, estructures de tipus cel·lular obtingudes mitjançant la reacció química entre compostos de tipus isocianat i compostos de tipus poliol (polièters amb diferent nombre de grups hidroxil). És imprescindible l'ús d'additius d'estructura tensioactiva (surfactants de silicona) per estabilitzar el procés d'espumació i per proporcionar una estructura cel·lular ordenada i homogènia en mida i distribució. La síntesis i caracterització de les molècules precursores (polihidrosiloxans i polièters al·lílics), l'estudi de la reacció d'hidrosililació com a via d'obtenció dels diferents surfactants per reacció d'addició entre els polihidrosiloxans i els polièters al·lílics i la caracterització i avaluació en formulacions comercials de poliuretà dels surfactants sintetitzats han constituït els objectius del present treball. MEMÒRIA La Tesi Doctoral ha estat presentada seguint el següent esquema: CAPÍTOL I. INTRODUCCIÓ A LA QUÍMICA DEL POLIURETÀ. Es presenten els principis de la química del poliuretà, fent esment dels recents avenços en la síntesis i caracterització d'aquests compostos polimèrics, així com un apartat concret centrat en els surfactants de silicona. Es presenten les estructures habituals d'aquests compostos comercials i es detallen les reaccions de síntesi i les característiques físiques que aquests compostos proporcionen a les espumes de poliuretà. CAPÍTOL II. OBJECTIUS. 1.- Síntesis y caracterització d'una àmplia gamma de poliglicols al·lílics i de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, ambdós precursors d'estructures polimèriques de tipus surfactant. 2.- Estudi de la reacció d'hidrosililació com a via de formació d'enllaços Si-C no hidrolitzables, mitjançant la reacció d'addició entre els substrats al·lílics insaturats i els polisiloxans amb grups hidrur reactius. 3.- Caracterització de les estructures polimèriques de tipus surfactant sintetitzades i avaluació d'aquestes en formulacions de poliuretà, a fi de relacionar l'estructura química d'aquests oligómers amb els efectes físics que originen en l'espuma de poliuretà. CAPÍTOL III. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE SUBSTRATS AL·LÍLICS INSATURATS DE TIPUS POLIGLICOL. S'han caracteritzat per HPLC-UV una sèrie de polietilenglicols comercials. S'ha estudiat la reacció de derivatització al·lílica sobre els grups hidroxil dels polièters comercials (PEG, PPG i copolímers PEG-PPG) i s'han caracteritzat exhaustivament els productes sintetitzats (1H,13C-RMN, GC, GC-MS, FTIR, ESI-MS, HPLC-UV). S'ha iniciat un estudi de polimerització aniònica sobre nous epòxids amb un punt de diversitat molecular, sintetitzant-se i caracteritzant-se els corresponents nous polièters obtinguts. CAPÍTOL IV. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE POLIHIDROSILOXANS REACTIUS. S'estudia la síntesis de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, mitjançant la reacció de polimerització aniònica d'obertura d'anell ("AROP, anionic ring opening polimerization") i mitjançant la reacció de polimerització per equilibració catiònica. Es presenta una caracterització exhaustiva dels productes sintetitzats i es descriu la naturalesa de la microestructura polimèrica a partir de la distribució bivariant dels copolímers PDMS-co-PHMS (poli(dimetilsiloxà)-co-poli(hidrometilsiloxà)). CAPÍTOL V. ESTUDI SISTEMÀTIC DE LA REACCIÓ D'HIDROSILILACIÓ. S'ha estudiat la reacció d'hidrosililació amb la finalitat de sintetitzar estructures copolimèriques poliglicol-polisiloxà a partir de la reacció de polisiloxans hidrur reactius i polièters al·lílics. S'han provat diferents catalitzadors (Pt/C 5%, cat. de Speier i cat. de Karstedt), s'han sintetitzat diferents estructures tensoactives (lineals i ramificades) i s'ha modelitzat les diferents reaccions secundàries observades, per presentar un estudi mecanístic de la reacció d'hidrosililació aplicada a la síntesis de molècules d'elevat PM a partir de la reacció entre substrats al·lílics insaturats i polihidrosiloxans. CAPÍTOL VI. AVALUACIÓ DELS SURFACTANTS EN FORMULACIONS DE POLIURETÀ. S'ha estudiat la idoneïtat dels surfactants de silicona sintetitzats en diferents formulacions de poliuretà comercials. S'ha relacionat el comportament físic d'aquests surfactants en les espumes de poliuretà amb la seva estructura química a partir de l'anàlisi per microscòpia electrònica de rastreig. CAPÍTOL VII. CONCLUSIONS. S'han esposat les conclusions extretes de cada capítol.

Exudation of alcohol and aldehyde sugars from roots of defoliated Lolium perenne L. grown under sterile conditions

Root exudates were collected over a 27 day period from defoliated and non-defoliated Lolium perenne L. plants grown under sterile conditions in microlysimeters. Eleven individual sugars, including both aldehyde and alcohol sugars, were identified and quantified with a gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS). There was no change in the number of sugars present between 7 and 27 days, but the exudation of alcohol sugars decreased rapidly at about day 12. Xylose and glucose were present in the largest amounts. Defoliation initially increased the total amount of sugars in the exudates, but continuous defoliation reduced total sugar exudation by 16% and induced changes in the exudation patterns of individual sugars. Defoliation enhanced exudation of erythritol, threitol, and xylitol, reduced exudation of glucose and arabitol, but had little effect on the amounts of other sugars exuded. The more complex 6 C, 5 OH aldehyde sugars, especially glucose, showed changes earlier and to a greater extent (17 days), than the 5 C, 4 OH (xylose and ribose) and 6 C 4 OH (fucose) aldehyde groups. These findings confirm the general finding that repeated defoliation reduces the quantity of total sugars exuded, but the pattern of release of individual sugars is complex and variable.

The use of FT-IR as a screening technique for organic residue analysis of archaeological samples

A range of archaeological samples have been examined using FT-IR spectroscopy. These include suspected coprolite samples from the Neolithic site of Catalhoyuk in Turkey, pottery samples from the Roman site of Silchester, UK and the Bronze Age site of Gatas, Spain and unidentified black residues on pottery sherds from the Roman sites of Springhead and Cambourne, UK. For coprolite samples the aim of FT-IR analysis is identification. Identification of coprolites in the field is based on their distinct orange colour; however, such visual identifications can often be misleading due to their similarity with deposits such as ochre and clay. For pottery the aim is to screen those samples that might contain high levels of organic residues which would be suitable for GC-MS analysis. The experiments have shown coprolites to have distinctive spectra, containing strong peaks from calcite, phosphate and quartz; the presence of phosphorus may be confirmed by SEM-EDX analysis. Pottery containing organic residues of plant and animal origin has also been shown to generally display strong phosphate peaks. FT-IR has distinguished between organic resin and non-organic compositions for the black residues, with differences also being seen between organic samples that have the same physical appearance. Further analysis by CC-MS has confirmed the identification of the coprolites through the presence of coprostanol and bile acids, and shows that the majority of organic pottery residues are either fatty acids or mono- or di-acylglycerols from foodstuffs, or triterpenoid resin compounds exposed to high temperatures. One suspected resin sample was shown to contain no organic residues. and it is seen that resin samples with similar physical appearances have different chemical compositions. FT-IR is proposed as a quick and cheap method of screening archaeological samples before subjecting them to the more expensive and time-consuming method of GC-MS. This will eliminate inorganic samples such as clays and ochre from CC-MS analysis, and will screen those samples which are most likely to have a high concentration of preserved organic residues. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Antifeedant activities of crude seed extracts of tropical African spices against Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae)

The antifeedant activities of Piper guineense Schum et Thonn (Piperaceae), Aframomum melegueta (Rosk) K. Schum (Zingiberaceae), Aframomum citratum (Pareira) K. Schum (Zingiberaceae) and Afrostyrax kamerunensis Perkins and Gilg (Huaceae) seed extracts were investigated in laboratory dual- and no-choice bioassays using third-instar Spodoptera littoralis (Boisduval) larvae. In the dual-choice test, the hexane and methanol extracts of A. melegueta showed potent dose-dependent antifeedant activity at concentrations of ≥300 ppm and the water extract at ≥500 ppm, as illustrated by significantly lower leaf consumptions. Aframomum citratum methanol and water extracts exhibited antifeedant activity at ≥300 and ≥1000 ppm, respectively, but the hexane and ethanol extracts did not affect feeding at any concentration. Piper guineense ethanol and water extracts showed dose-dependent antifeedant effects at ≥300 and ≥500 ppm, respectively, and the methanol extract was active only at 1000 ppm. None of the extracts of the highly aromatic A. kamerunensis exhibited antifeedant activity at any of the tested concentrations. In the no-choice bioassays, extracts with antifeedant activity in the dual-choice tests also showed dose-dependent feeding inhibition. The hexane and methanol extracts of A. melegueta were effective in the no-choice tests at ≥100 and ≥500 ppm, respectively, and the water extract at ≥300 ppm. Similarly, the A. citratum water and methanol extracts were active at ≥500 ppm and the P. guineense water and ethanol extracts at ≥100 ppm. GC/MS chromatography of A. melegueta hexane and methanol extracts revealed volatile constituents with known anti-insect activity. The hexane and methanol extracts of A. melegueta, the methanol extract of A. citratum and the water and ethanol extracts of P. guineense may have potential for use by subsistence farmers.

Ultrasonic chemical oxidative degradations of 1,3-dialkylimidazolium ionic liquids and their mechanistic elucidations

A highly efficient process for oxidative degradation of 1,3-dialkylimidazolium ionic liquids in hydrogen peroxide/acetic acid aqueous medium assisted by ultrasonic chemical irradiation is, for the first time, described. It is shown that more than 93% of the 1,3-dialkylimidazolium cation with the corresponding Cl-, Br-, BF4- and PF6- counter-anions at a concentration of 2.5 mM can be degraded at 50 degrees C within 12 h while at 72 h the conversions approach 99%. A tentative mechanism for the degradation of these ILs is for the first time proposed through a detailed kinetic analysis of several characteristic transients and/or immediate products, which are identified during the ILs degradation using GC-MS. The results clearly indicate that three hydrogen atoms in the imidazolium ring are the first sites preferably oxidized, followed by cleavage of the alkyl groups attached to the N atoms from the ring. The nature of the alkyl chain length on the imidazolium ring and the type of counter anion do not seem to affect the degradation process. Further, selective fragmentations of C-N bonds of the imidazolium or derived ring lead to ring opening, forming degraded intermediates. It is also shown that acetoxyacetic acid and biurea are the final kinetically stable degraded products from the ILs under the degradation conditions.

Colonic metabolism of dietary polyphenols: influence of structure on microbial fermentation products

The metabolism of chlorogenic acid., naringin, and rutin, representative members of three common families of dietary polyphenols, the hydroxycinnamates, the flavanones, and the flavonols, respectively, was studied in an in vitro mixed culture model of the human colonic microflora. Time- and concentration-dependent degradation of all three compounds was observed, which was associated with the following metabolic events after cleavage of the ester or glycosidic bond: reduction of the aliphatic double bond of the resulting hydroxycinnamate caffeic acid residue; dehydroxylation and ring fission of the heterocyclic C-ring of the resulting deglycosylated flavanone, naringenin, and of the deglycosylated flavonol, quercetin (which differed depending on the substitution). The metabolic events, their sequences, and major phenolic end products, as identified by GC-MS or LC-MS/MS, were elucidated from the structural characteristics of the investigated compounds. The major phenolic end products identified were 3-D-hydroxyphenyl)propionic acid for chlorogenic acid, 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid and 3-phenylpropionic acid for naringin, and 3-hydroxyphenylacetic acid and 3-(3-hydroxyphenyl)-propionic acid for rutin. The degree of degradation of the compounds studied was significantly influenced by the substrate concentration as well as individual variations in the composition of the fecal flora. The results support extensive metabolism of dietary polyphenols in the colon, depending on substrate concentration and residence time, with resultant formation of simple phenolics, which can be considered biomarkers of colonic metabolism if subsequently absorbed. It is also apparent that a relatively small number of phenolic degradation products are formed in the colon from the diverse group of natural polyphenols. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Roman diet and trade: evidence from organic residues on pottery sherds recovered at the Roman town of Calleva Atrebatum (Silchester Hants.)

The analysis of organic residues from pottery sherds using Gas-Chromatography with mass-spectroscopy (GC-MS) has revealed information about the variety of foods eaten and domestic routine at Silchester between the second and fourth–sixth centuries A.D. Two results are discussed in detail: those of a second-century Gauloise-type amphora and a fourth-century SE Dorset black-burnished ware (BB1) cooking pot, which reveal the use of pine pitch on the inner surface of the amphora and the use of animal fats (ruminant adipose fats) and leafy vegetables in cooking at the Roman town of Silchester, Hants.

Sugars and related compounds as flavour precursors in meat

Sugars and related substances, namely sugar phosphates and ribonucleotides, are important meat flavour precursors. In particular, ribose and ribose 5-phosphate have been shown to be important in aroma development in heated model systems. There are few quantitative data on the concentrations and the variations of sugars and related substances in meat. This paper will report on the analysis of glucose, fructose, ribose, ribose 5-phosphate, fructose 6-phosphate, glucose 6-phosphate and inosine 5'-monophosphate (IMP) in aged beef. Sugars and related compounds were extracted from lean meat and derivatised to the corresponding TMS ethers. Analysis and quantitation of the sugars and sugar phosphates were performed using GC and GC/MS, while IMP analysis was performed using capillary electrophoresis (CE).